JP4354340B2 - 画像形成装置及び異常検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式により画像形成を行う画像形成装置に係り、より詳細には、静電潜像担持体の表面に電荷を付与する帯電部材に電圧を印加して静電潜像担持体の表面を一様に帯電する帯電工程において、帯電部材に印加されている電流を検知して異常を判定する画像形成装置及び異常検知方法に関する。

従来、デジタル複写機、レーザプリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式を用いた画像形成装置においては、放電時に発生するオゾンの量がコロナチャージャーを用いる場合に比べて少ないというメリットがあることより、帯電ローラや転写ローラが用いられている。

このような帯電ローラを用いた画像形成装置では、静電潜像担持体である感光体ドラムにリークが発生したまま印字し続けると、少しずつ感光体ドラムのリークが大きくなり、リーク箇所にのみ多量の電流が流れ続けることになる。その結果、帯電部材である帯電ローラの耐圧が耐え切れず帯電ローラにまで損傷を受け、感光体ドラムの交換のみならず、帯電ローラの交換が必要となり、被害を増大させる結果となる。すなわち、帯電ローラがリークによる損傷を受けるとその部分の耐電圧が非常に低くなってしまい、そこから多量の電流が流れ出てしまうために、局所的に帯電が行えず画像上に黒ポチ状の異常画像が発生することになる。

また、異物が付着した場合、本来はその時点で異物を除去するだけで対応できたものが、異物が付着したまま印字し続けると、帯電ローラの円周上の汚れがひどくなり、帯電ローラ汚れが感光体ドラムにまで転写し、被害を増大させることになる。そのため、リークや異物付着を早期に発見できれば、被害を軽微にすませることができる。

そこで、このようなリークの発生をいち早く検出する手法が従来から種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１では、帯電ローラに印加されている交流成分の電圧Ｖppの平均値（ＶppＡve）を求め、逐次サンプリングされるＶppの値と比較し、ＶppＡveがＶppに対して充分大きいとき、リークが生じていると判断するようになっている。
特開平８−１４６７１８号公報

しかし、上記特許文献１のものでは、リークが生じているか否かを推定することは可能であるが、上記した帯電ローラや感光体ドラムに異物（絶縁物）が付着しているか否かを判定することはできないといった問題があった。

また、上記特許文献１のものでは、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス電圧を帯電ローラに印加している。このように直流成分に交流成分を重畳することにより、感光体ドラムの表面電位と交流成分との間で除電・放電が繰り返され、表面電位は直流成分に近づくことになる。この場合、特許文献１のものでは、帯電ローラに印加されている交流成分のピーク間電圧を検知しているので、画質に対する影響を推定しているにすぎない。また、特許文献１の技術は、直流電圧に交流電圧を重畳したバイアス電圧を帯電ローラに印加するタイプのものには有効であるが、帯電ローラに直流電圧のみを印加するタイプの画像形成装置には適用できないといった問題があった。

本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、帯電ローラに直流電圧のみを印加するタイプの画像形成装置において、帯電ローラに流れる電流の平均値に対する変動幅を検知することにより、リーク電流が生じているか否か、及び帯電ローラや感光体ドラムに異物が付着しているか否かを判定することのできる画像形成装置及び異常検知方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面に電荷を付与し一様に帯電させる帯電部材と、この帯電部材に電圧を印加する電源とを有する画像形成装置において、画像形成動作時に前記帯電部材に所定の定電圧を印加しているときの電流を検知する電流検知部と、前記電流検知部で検知された電流の所定の計測範囲における平均値を前記帯電部材が一回転する時間よりも長い時間で算出する平均値算出部と、前記電流検知部で検知された電流が減少する際の所定の計測範囲における最小電流値を検出する第１ピーク値検出部と、前記第１ピーク値検出部により検出された最小電流値及び前記平均値算出部により求められた電流の平均値の差分と予め定められている第１閾値との比較を行う第１比較部と、前記電流検知部で検知された電流が増加する際の所定の計測範囲における最大電流値を検出する第２ピーク値検出部と、前記第２ピーク値検出部により検出された最大電流値及び前記平均値算出部により求められた電流の平均値の差分と予め定められている第２閾値との比較を行う第２比較部と、前記第１比較部の比較結果または前記第２比較部の比較結果に基づいて、前記帯電部材または前記静電潜像担持体の異常を判定する判定部とを備えたことを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、帯電部材に印加されている電流の平均値と帯電部材に印加されている電流が減少する際の最小電流値との差分を求め、その差分と予め設定された第１閾値とを比較して、差分が第１閾値を超えている場合には、異物が付着していると判定する。これにより、異物付着を早期に発見することができるので、被害を軽微にすませることができる。また、本発明によれば、帯電部材に印加されている電流の平均値と帯電部材に印加されている電流が増加する際の最大ク電流値との差分を求め、その差分と予め設定された第２閾値とを比較して、差分が第２閾値を超えている場合には、リークが発生していると判定する。これにより、リークを早期に発見することができるので、被害を軽微にすませることができる。

また、本発明によれば、前記電流検知部は、電源投入時には所定時間遅延して電流を検知するように制御されることを特徴とする。このような制御により、電源投入時に発生するノイズ（突入電流の影響）を除去できるので、検知の誤作動が少なくなる。

また、本発明によれば、前記判定部は、前記第１ピーク値検出部で検出される最小電流の周期を求め、その求めた結果に基づいて前記帯電部材または前記静電潜像担持体の何れに異常が生じているかを判定することを特徴とする。このように最小電流の周期を求めることで、異常が帯電部材または静電潜像担持体のどこで発生しているかを判断することができるため、異常個所の特定を容易に行うことができる。

また、本発明によれば、前記第１閾値として複数の値が設定されていることを特徴とする。このように複数の値を設定することで、異物の大きさをある程度特定でき、異物除去を容易に行うことができる。

また、本発明によれば、前記第２閾値として複数の値が設定されていることを特徴とする。例えば、リーク発生時を判定するための閾値と、過大な電流値が流れる直前を判定するための閾値とを設定しておくことで、リーク発生時は異常を判定し、異常個所を点検するだけでよいが、過大な電流値が流れてマシン全体に被害を及ぼしそうなときは強制的にストップをかけ、被害を最小限にとどめるといったことが可能となる。

また、本発明の異常検知方法は、静電潜像担持体の表面に電荷を付与する帯電部材に電圧を印加して前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電する工程において、前記帯電部材に印加されている電流を検知して異常を判定する異常検知方法であって、画像形成動作時に前記帯電部材に所定の定電圧を印加しているときの電流を検知する電流検知手順と、前記電流検知手順で検知された電流の所定の計測範囲における平均値を前記帯電部材が一回転する時間よりも長い時間で算出する平均値算出手順と、前記電流検知手順で検知された電流が減少する際の所定の計測範囲における最小電流値を検出する第１ピーク値検出手順と、前記電流検知手順で検知された電流が増加する際の所定の計測範囲における最大電流値を検出する第２ピーク値検出手順と、前記第１ピーク値検出手順により検出された最小電流値及び前記平均値算出手順により求められた電流の平均値の差分と予め定められている第１閾値とを比較する手順、または前記第２ピーク値検出手順により検出された最大電流値及び前記平均値算出手順により求められた電流の平均値の差分と予め定められている第２閾値とを比較する手順に基づいて、前記帯電部材または前記静電潜像担持体の異常を判定する判定手順と、からなることを特徴とする。

このような特徴を有する本発明によれば、帯電部材に印加されている電流の平均値と帯電部材に印加されている電流が減少する際の最小電流値との差分を求め、その差分と予め設定された第１閾値とを比較して、差分が第１閾値を超えている場合には、異物が付着していると判定する。これにより、異物付着を早期に発見することができるので、被害を軽微にすませることができる。また、本発明によれば、帯電部材に印加されている電流の平均値と帯電部材に印加されている電流が増加する際の最大電流値との差分を求め、その差分と予め設定された第２閾値とを比較して、差分が第２閾値を超えている場合には、リークが発生していると判定する。これにより、リークを早期に発見することができるので、被害を軽微にすませることができる。

本発明によれば、帯電部材に印加されている電流の平均値と帯電部材に印加されている電流が減少する際の最小電流値との差分を求め、その差分と予め設定された第１閾値とを比較して、差分が第１閾値を超えている場合には、異物が付着していると判定することにより、異物付着を早期に発見することができるので、被害を軽微にすませることができる。また、帯電部材に印加されている電流の平均値と帯電部材に印加されている電流が増加する際の最大電流値との差分を求め、その差分と予め設定された第２閾値とを比較して、差分が第２閾値を超えている場合には、リークが発生していると判定することにより、リークを早期に発見することができるので、被害を軽微にすませることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態では、本発明の画像形成装置を複合機に適用した場合について説明する。

−複合機の全体構成の説明−
図１は、本実施形態に係る画像形成装置としての複合機１の内部構成の概略を示している。複合機１は、記録用紙（ＯＨＰ等の記録媒体を含む。）に画像を形成する画像形成モードとしてコピアモード、プリンタモード、ＦＡＸモードを有し、各モードはユーザによって選択される。

この複合機１は、原稿読取部としてのスキャナ部２、画像形成部３及び原稿自動給紙部４を備えている。以下、各部について説明する。

＜スキャナ部２の説明＞
スキャナ部２は、透明なガラス等で成る原稿台４１上に載置された原稿の画像や原稿自動給紙部４により１枚ずつ給紙される原稿の画像を読み取って画像データを作成する部分である。このスキャナ部２は、露光光源２１、複数の反射鏡２２，２３，２４、結像レンズ２５、光電変換素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）２６を備えている。

上記露光光源２１は、原稿自動給紙部４の原稿台４１上に載置された原稿や原稿自動給紙部４を搬送される原稿に対して光を照射するものである。各反射鏡２２，２３，２４は、図１に一点鎖線Ａで光路を示すように、原稿からの反射光を一旦図中左方向に反射させた後、下方に反射させ、その後、結像レンズ２５に向かうように図中右方向に反射させるようになっている。

原稿の画像読取動作として、上記原稿台４１上に原稿が載置された場合（「シート固定方式」として使用する場合）には、露光光源２１及び各反射鏡２２，２３，２４が原稿台４１に沿って水平方向に走査して、原稿全体の画像を読み取ることになる。一方、原稿自動給紙部４を搬送される原稿を読み取る場合（「シート移動方式」として使用する場合）には、露光光源２１及び各反射鏡２２，２３，２４が図１に示す位置に固定され、後述する原稿自動給紙部４の原稿読取部４２を原稿が通過する際にその画像を読み取ることになる。

上記各反射鏡２２，２３，２４で反射されて結像レンズ２５を通過した光は光電変換素子２６に導かれ、この光電変換素子２６において反射光が電気信号（原稿画像データ）に変換されるようになっている。

＜画像形成部３の説明＞
画像形成部３は、画像形成系３１と用紙搬送系３２とを備えている。

画像形成系３１は、レーザスキャニングユニット３１ａ及びドラム型の像担持体としての感光体ドラム３１ｂを備えている。レーザスキャニングユニット３１ａは、上記光電変換素子２６において変換された原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体ドラム３１ｂの表面に照射するものである。感光体ドラム３１ｂは、図１中に矢印で示す方向に回転し、レーザスキャニングユニット３１ａからのレーザ光が照射されることによってその表面に静電潜像が形成されるようになっている。

また、感光体ドラム３１ｂの外周囲には、上記レーザスキャニングユニット３１ａの他に、現像装置（現像機構）３１ｃ、転写ローラ３１ｄを有する図示しない転写ユニット（転写機構）、クリーニング装置（クリーニング機構）３１ｅ、図示しない除電器、帯電ローラ３１ｆを有する図示しない帯電ユニットが周方向に亘って順に配設されている。現像装置３１ｃは、感光体ドラム３１ｂの表面に形成された静電潜像をトナー（顕像化物質）により可視像に現像するものである。転写ローラ３１ｄは、感光体ドラム３１ｂの表面に形成されたトナー像を記録媒体としての記録用紙に転写するものである。クリーニング装置３１ｅは、トナー転写後において感光体ドラム３１ｂの表面に残留したトナーを除去するようになっている。除電器は、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷を除去するものである。帯電ローラ３１ｆは、静電潜像が形成される前の感光体ドラム３１ｂの表面を所定の電位に帯電させるものである。

このため、記録用紙に画像を形成する際には、帯電ローラ３１ｆによって感光体ドラム３１ｂの表面が所定の電位に帯電され、レーザスキャニングユニット３１ａが原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体ドラム３１ｂの表面に照射する。その後、現像装置３１ｃが感光体ドラム３１ｂの表面にトナーによる可視像を現像し、転写ローラ３１ｄによって、トナー像が記録用紙に転写される。更に、その後、感光体ドラム３１ｂの表面に残留したトナーはクリーニング装置３１ｅによって除去されると共に、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷が除電器によって除去される。これにより、記録用紙への画像形成動作（印刷動作）の１サイクルが終了する。このサイクルが繰り返されることにより、複数枚の記録用紙に対して連続的に画像形成を行うことができるようになっている。

一方、用紙搬送系３２は、用紙収容部としての用紙カセット３３に収容された記録用紙、または手差トレイ３４に載置された記録用紙を１枚ずつ搬送して上記画像形成系３１による画像形成を行わせると共に、画像形成された記録用紙を用紙排出部としての排紙トレイ３５へ排出するものである。

この用紙搬送系３２は、主搬送路３６と反転搬送路３７とを備えている。主搬送路３６の一端側は２つに分岐されており、一方の分岐端は用紙カセット３３の排出側に対向していると共に、他方の分岐端は手差トレイ３４の排出側に対向している。また、主搬送路３６の他端は排紙トレイ３５に対向している。反転搬送路３７は、一端が転写ローラ３１ｄの配設位置よりも上流側（図中下側）で主搬送路３６に繋がっていると共に、他端が転写ローラ３１ｄの配設位置よりも下流側（図中上側）で主搬送路３６に繋がっている。

主搬送路３６の一方の分岐端（用紙カセット３３の排出側に対向する部分）には断面が半円状のピックアップローラ３６ａが配設されている。このピックアップローラ３６ａの回転により、用紙カセット３３に収容されている記録用紙を１枚ずつ間欠的に主搬送路３６に給紙できるようになっている。同様に、主搬送路３６の他方の分岐端（手差トレイ３４の排出側に対向する部分）には断面が半円状のピックアップローラ３６ｂが配設されている。このピックアップローラ３６ｂの回転により、手差カセット３４に載置されている記録用紙を１枚ずつ間欠的に主搬送路３６に給紙できるようになっている。

この主搬送路３６における転写ローラ３１ｄの配設位置よりも上流側には、レジストローラ３６ｄが配設されている。このレジストローラ３６ｄは、感光体ドラム３１ｂ表面のトナー像と記録用紙との位置合わせを行いながら記録用紙を搬送するものである。

また、レジストローラ３６ｄの配置位置よりもさらに上流側であって、主搬送路３６の分岐部よりも下流側には、搬送されてきる記録用紙の端部を検出する用紙検出器３６ｃが配設されている。用紙検出器３６ｃは、後述する記録用紙の重送を検出する重送検出手段としての役目と、記録用紙の後端を検知する後端検知手段としての役目を担っている。

主搬送路３６における転写ローラ３１ｄの配設位置よりも下流側には、記録用紙に転写されたトナー像を加熱により定着させるための一対の定着ローラ３９ａ，３９ｂを備えた定着装置３９が配設されている。更に、主搬送路３６の下流端には、記録用紙を排紙トレイ３５に排紙するための排出ローラ３６ｅが配設されている。

主搬送路３６に対する反転搬送路３７の上流端の接続位置には分岐爪３８が配設されている。この分岐爪３８は、図１に実線で示す第１位置とこの第１位置から図中反時計回り方向に回動して反転搬送路３７を開放する第２位置との間で水平軸回りに回動自在となっている。この分岐爪３８が第１位置にあるときには記録用紙が排紙トレイ３５に向けて搬送され、第２位置にあるときには記録用紙が反転搬送路３７へ供給可能となっている。反転搬送路３７には搬送ローラ３７ａが配設されており、記録用紙が反転搬送路３７に供給された場合（所謂スイッチバック搬送により記録用紙が反転搬送路３７に供給された場合）には、この搬送ローラ３７ａによって記録用紙が搬送され、レジストローラ３６ｄの上流側で記録用紙が反転されて再び転写ローラ３１ｄに向かって主搬送路３６を搬送されるようになっている。つまり、記録用紙の裏面に対して画像形成が行えるようになっている。

なお、上記構成の画像形成部３において、用紙カセット３３、手差トレイ３４、ピックアップローラ３６ａ，３６ｂ、用紙検出器３６ｃ、レジストローラ３６ｄを含めて、以後、記録用紙給紙部ともいう。

＜原稿自動給紙部４の説明＞
次に、原稿自動給紙部４について説明する。この原稿自動給紙部４は、所謂自動両面原稿搬送装置として構成されている。この原稿自動給紙部４は、シート移動式として使用可能であって、原稿載置部としての原稿トレイ４３、中間トレイ４４、原稿排出部としての原稿排紙トレイ４５及び各トレイ４３，４４，４５間で原稿を搬送する原稿搬送系４６を備えている。

上記原稿搬送系４６は、原稿トレイ４３に載置された原稿を、原稿読取部４２を経て中間トレイ４４または原稿排紙トレイ４５へ搬送するための主搬送路４７と、中間トレイ４４上の原稿を主搬送路４７に供給するための副搬送路４８とを備えている。

主搬送路４７の上流端（原稿トレイ４３の排出側に対向する部分）には原稿ピックアップローラ４７ａ及び捌きローラ４７ｂが配設されている。捌きローラ４７ｂの下側には捌き板４７ｃが配設されており、原稿ピックアップローラ４７ａの回転に伴って原稿トレイ４３上の原稿のうちの１枚がこの捌きローラ４７ｂと捌き板４７ｃとの間を通過して主搬送路４７に給紙されるようになっている。主搬送路４７と副搬送路４８との合流部分（図中Ｂ部分）よりも下流側にはＰＳローラ４７ｅ，４７ｅが配設されている。このＰＳローラ４７ｅ，４７ｅは、原稿の先端とスキャナ部２の画像読取タイミングとを調整して原稿を原稿読取部４２に供給するものである。つまり、このＰＳローラ４７ｅ，４７ｅは原稿が供給された状態でその原稿の搬送を一旦停止し、上記タイミングを調整して原稿を原稿読取部４２に供給するようになっている。

原稿読取部４２は、プラテンガラス４２ａと原稿押え板４２ｂとを備え、ＰＳローラ４７ｅ，４７ｅから供給された原稿がプラテンガラス４２ａと原稿押え板４２ｂとの間を通過する際に、上記露光光源２１からの光がプラテンガラス４２ａを通過して原稿に照射されるようになっている。この際、上記スキャナ部２による原稿画像データの取得が行われる。上記原稿押え板４２ｂの背面（上面）には図示しないコイルスプリングによる付勢力が付与されている。これにより、原稿押え板４２ｂがプラテンガラス４２ａに対して所定の押圧力をもって接触しており、原稿が原稿読取部４２を通過する際にプラテンガラス４２ａから浮き上がることを阻止している。

プラテンガラス４２ａの下流側には、搬送ローラ４７ｆ及び原稿排紙ローラ４７ｇが備えられている。プラテンガラス４２ａ上を通過した原稿が搬送ローラ４７ｆ及び原稿排紙ローラ４７ｇを経て中間トレイ４４または原稿排紙トレイ４５へ排紙される構成となっている。

原稿排紙ローラ４７ｇと中間トレイ４４との間には中間トレイ揺動板４４ａが配設されている。この中間トレイ揺動板４４ａは、中間トレイ４４側の端部が揺動中心とされて、図中実線で示すポジション１とこのポジション１から上方へ跳ね上げられたポジション２との間で揺動可能となっている。中間トレイ揺動板４４ａがポジション２にある場合には原稿排紙ローラ４７ｇから排紙された原稿は原稿排紙トレイ４５へ回収される。一方、中間トレイ揺動板４４ａがポジション１にある場合には原稿排紙ローラ４７ｇから排紙された原稿は中間トレイ４４へ排出されるようになっている。この中間トレイ４４への排紙時には、原稿の端縁が原稿排紙ローラ４７ｇ，４７ｇ間に挟持された状態となっており、この状態から原稿排紙ローラ４７ｇが逆回転することによって原稿が副搬送路４８に供給され、この副搬送路４８を経て再び主搬送路４７に送り出されるようになっている。この原稿排紙ローラ４７ｇの逆回転動作は、主搬送路４７への原稿の送り出しと画像読取タイミングとを調整して行われる。これにより、原稿の裏面の画像が原稿読取部４２によって読み取られるようになっている。

−複合機の基本動作説明−
以上の如く構成された複合機１の動作として、先ず、本複合機１が、プリンタとして機能する場合（プリンタモード）には、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から送信された印刷データ（イメージデータやテキストデータ）を受信し、この受信した印刷データ（プリントデータ）を図示しないバッファ（メモリ）に一旦格納していく。このバッファへのプリントデータの格納と共に、バッファからのプリントデータの読み出しを順次行って、この読み出したプリントデータに基づき、上述した画像形成部３の画像形成動作により記録用紙に画像形成が行われる。

また、本複合機１がスキャナとして機能する場合（ＦＡＸモード）には、上記スキャナ部２によって読み取った原稿のスキャン画像データをバッファに一旦格納していく。このバッファへのスキャン画像データの格納と共に、バッファからホスト装置へのスキャン画像データの送信を順次行って、このホスト装置のディスプレイ等に画像表示する。

さらに、本複合機１がコピー機として機能する場合（コピアモード）には、上記スキャナ機能によって読み取った原稿画像データに基づき画像形成部３の画像形成動作によって記録用紙に画像形成が行われることになる。

−制御系のブロック構成の説明−
図２は、本複合機１の制御系の基本構成を示す機能ブロック図である。

本複合機１には、搭載されている各機器（スキャナ部２、画像形成部３、原稿自動給紙部４）を統括的に制御するためのメインＣＰＵ１０１が備えられており、このメインＣＰＵ１０１に、原稿の自動給紙を制御する原稿給紙制御部１０２、画像形成部３の各部を制御する帯電制御部１０３、現像制御部１０４、転写制御部１０５、定着制御部１０６、用紙検出器３６ｃを備えた用紙搬送制御部１０７がそれぞれ双方向に接続されている。また、メインＣＰＵ１０１には、操作者が入力操作を行う図示しない操作パネル部からの信号を出力したり、メインＣＰＵ１０１からの信号に応じて操作パネル部上に表示動作を行わせる操作制御部１０８も接続されている。

−帯電工程部分での異常検知のブロック構成の説明−
図３は、帯電ローラ３１ｆに印加される電流を検知してリークの発生や異物の付着を検知する異常検知処理の機能ブロック図である。

すなわち、感光体ドラム３１ｂの表面を均一に帯電させる帯電ローラ３１ｆには、所定の電圧を印加する定電圧電源５１が接続されており、この定電圧電源５１に、帯電ローラ３１ｆに印加される電流を検知する電流検知部５２が接続されている。また、電流検知部５２の出力は異常を判定する判定部５３に接続されており、判定部５３の出力が、複合機１や図示しないプリンタの表示部（例えば、液晶ディスプレイ等）５４に接続されている。ただし、表示部５４は、複合機１がネットワークに接続されている場合には、ホストコンピュータのディスプレイであってもよい。

電流検知部５２は、突入電流の影響を避けるため、電源立ち上げ時は所定時間遅延して電流を検知するようになっている。このような所定時間の遅延は、帯電制御部１０３によって制御される。

帯電ローラ３１ｆは、例えばφ８ｍｍの導電性の回転軸である芯金（例えば、ステンレス（ＳＵＳ３０４））３１ｆ１の外周に、φ１４ｍｍの半導体層である導電性ゴム（例えば、エピクロルヒドリンゴム）３１ｆ２を被覆し、この導電性ゴム３１ｆ２の外周に、厚み１０μｍの表面層（例えばウレタン）３１ｆ３を形成した構造となっている。ただし、帯電ローラ３１ｆの形状は、このようなローラ形状だけでなくブレード形状であっても良い。また、感光体ドラム３１ｂは、アルミニウムの基材３１ｂ１上に、感光層として有機光導電体を用いたＯＰＣ（Organic Photoconductor）３１ｂ２が積層された構造となっている。この感光体ドラム３１ｂに帯電ローラ３１ｆが圧接されており、帯電ローラ３１ｆは、感光体ドラム３１ｂに従動回転するようになっている。そして、帯電ローラ３１ｆに定電圧電源５１より定電圧（−１２００〜１４００Ｖ）が印加されることにより、感光体ドラム３１ｂが約６００Ｖに帯電される。本発明では、この定電圧印加の際の電流値を電
流検知部５２で検知している。

＜電流検知部５２の説明＞
図４は、電流検知部５２の回路構成を示す機能ブロック図である。

電流検知部５２は、平均電流値に対して減少する電流（異物が付着することによる電流の変動幅：図面ではマイナス側と表記している）を検知する第１電流検知部５２ａと、平均電流値に対して増加する電流（リーク電流の変動幅：図面ではプラス側と表記している）を検知する第２電流検知部５２ｂとからなる。

＜第１電流検知部５２ａの説明＞
第１電流検知部５２ａは、電流の平均値を算出する平均値算出部５２ａ１、減少する電流のピーク値（最小値）を検出するピークホールド回路からなる第１ピーク値検出部５２ａ２、第１ピーク値検出部５２ａ２の出力がプラス入力端子に接続され、平均値算出部５２ａ１の出力がマイナス入力端子に接続された第１差動増幅器５２ａ３、第１差動増幅器５２ａ３の出力が一方の入力端子に接続され、他方の入力端子には予め設定された第１閾値が与えられている第１比較器５２ａ４からなり、第１比較器５２ａ４の出力が判定部５３に入力されている。

平均値算出部５２ａ１は、電流の平均値を算出する。平均値は、少なくとも帯電ローラ３１ｆが一回転する時間よりも長い時間で算出する。例えば、帯電ローラ３１ｆの径がφ１４ｍｍでプロセス速度が１４０ｍｍ／ｓｅｃのとき、帯電ローラ３１ｆが一回転する時間は約３１４ｍｓであるから、算出時間を例えば３５０ｍｓとする。

第１差動増幅器５２ａ３は、ピーク（最小）電流値−平均電流値を計算して、マイナス側電流の変動幅を算出する。

第１比較器５２ａ４は、マイナス側電流の変動幅を第１閾値と比較する。本実施形態では、第１閾値として複数の閾値（ここでは、閾値１Ａ，１Ｂの２つの閾値）を設定している。具体的には、閾値１Ａを、警報を表示するレベル（例えば、−３μＡ）に設定し、閾値１Ｂを、例えば、設定電流値（例えば、−１００μＡ）×０．８に設定している。

そして、本実施形態では、この状態において、帯電ローラ３１ｆに−１３４０Ｖの定電圧を実際に印加して、電流値をモニタした。その際、電流値のリミッタを５０μＡとし、これ以上電流が流れないようにセットした。

その結果、図５に示すように、通常時は平均２９μＡ、最小２７μＡとなり（同図（ａ）参照）、ピーク電流値（２７μＡ）−平均電流値（２９μＡ）＝−２μＡであった。一方、帯電ローラ３１ｆに絶縁物の異物が付着した際には、平均２９．５μＡ、最小２６μＡとなり（同図（ｂ）参照）、ピーク電流値（２６μＡ）−平均電流値（２９．５μＡ）＝−３．５μＡであった。また、図５（ｂ）より、ピーク電流値の周期は、帯電ローラ３１ｆの周期（３１４ｍｓ）とほぼ同じ３００ｍｓごととなっている。

＜第２電流検知部５２ｂの説明＞
第２電流検知部５２ｂは、増加する電流のピーク値（最大値）を検出するピークホールド回路からなる第２ピーク値検出部５２ｂ２、第２ピーク値検出部５２ｂ２の出力がプラス入力端子に接続され、前記平均値算出部５２ａ１の出力がマイナス入力端子に接続された第２差動増幅器５２ｂ３、第２差動増幅器５２ｂ３の出力が一方の入力端子に接続され、他方の入力端子には予め設定された第２閾値が与えられている第２比較器５２ｂ４からなり、第２比較器５２ｂの出力が判定部５３に入力されている。

第２差動増幅器５２ｂ３は、ピーク（最大）電流値−平均電流値を計算して、プラス側電流の変動幅を算出する。

第２比較器５２ｂ４は、プラス側電流の変動幅を第２閾値と比較する。本実施形態では、第２閾値として複数の閾値（ここでは、閾値２Ａ，２Ｂの２つの閾値）を設定している。具体的には、閾値２Ａを、警報を表示するレベル（例えば、１５μＡ）に設定し、閾値２Ｂを、例えば、制限電流値（例えば、１００μＡ）×０．８に設定している。

そして、本実施形態では、この状態において、帯電ローラ３１ｆに−１２４０Ｖの定電圧を実際に印加して、電流値をモニタした。その際、電流値のリミッタを５０μＡとし、これ以上電流が流れないようにセットした。

その結果、図６に示すように、通常時は平均３０μＡ、最大３３μＡとなり（同図（ａ）参照）、ピーク電流値（３３μＡ）−平均電流値（３０μＡ）＝３μＡであった。一方、リーク発生時は、平均３２μＡ、最大４７μＡとなり（同図（ｂ）参照）、ピーク電流値（４７μＡ）−平均電流値（３２μＡ）＝１５μＡであった。また、図５（ｂ）より、リーク発生直前のピーク電流値の周期は、感光体ドラム３１ｂの周期（６７０ｍｓ）とほぼ同じ７００ｍｓごととなっている。

＜判定部５３以降の説明＞
判定部５３では、第１比較器５２ａ４より入力された情報に基づき、マイナス側電流の変動幅＞第１閾値（特に閾値１Ａ）の時、帯電ローラ３１ｆまたは感光体ドラム３１ｂに異物（絶縁物）が付着していると判断する。また、プラス側電流の変動幅＞第２閾値（特に閾値２Ａ）の時、リーク電流が生じていると判断する。

また、帯電制御部１０３を制御するメインＣＰＵ１０１は、上記の判断結果に基づいて最適な処理を実行するが、これについては最後の図８を用いて説明のところで詳述する。

図７は、上記判定部５３の他の実施形態を示す機能ブロック図であり、電流検知部５２については上記図４に示した電流検知部５２と全く同じ構成であるので、ここでは同機能ブロックに同符号を付している。本実施形態では、判定部５３に周期解析部５３ａを追加した構成としている。

周期解析部５３ａは、マイナス側電流のピーク値が観測された時間よりピーク発生周期を求め、その周期より、帯電ローラ３１ｆまたは感光体ドラム３１ｂのどちらに異物が付着しているかを判定するものである。具体的には、帯電ローラ３１ｆの外周径をφ１４ｍｍ、感光体ドラム３１ｂの外周径をφ３０ｍｍとし、プロセス速度を１４０ｍｍ／ｓとした場合、帯電ローラ３１ｆに異物が付着している場合には、ピーク発生周期が約３００ｍｓとなり、感光体ドラム３１ｂに異物が付着している場合には、ピーク発生周期が約７００ｍｓとなる。従って、このピーク発生周期を求めることで、帯電ローラ３１ｆまたは感光体ドラム３１ｂのどちらに異物が付着しているかを判定することができる。

最後に、図８に示すフローチャートを参照して、本発明に係わる異常検知の処理手順全般について説明する。

本複合機１を動作させて、任意のモード（プリンタモード、ＦＡＸモード、コピアモード）を実行すると、電流検知部５２は帯電ローラ３１ｆに印加される電流の検知を開始し、まず平均値算出部５２ａ１により平均値Ａを算出する（ステップＳ１）。これと同時に、第１ピーク値検出部５２ａ２がマイナス側のピーク電流値Ｃを検出し（ステップＳ２）、第２ピーク値検出部５２ｂ２がプラス側のピーク電流値Ｂを検出する（ステップＳ１２）。

第１差動増幅器５２ａ３は、ステップＳ１で求めた平均値ＡとステップＳ２で求めたマイナス側のピーク電流値Ｃとの差（Ｃ−Ａ）を算出し（ステップＳ３）、その算出結果を第１比較器５２ａ４に入力する。

第１比較器５２ａ４は、第１差動増幅器５２ａ３から入力された差分値（Ｃ−Ａ）と、予め設定されている２種類の第１閾値のうちまず閾値１Ｂ（−８０μＡ）とを比較する（ステップＳ４）。その結果、差分値（Ｃ−Ａ）が閾値１Ｂ（−８０μＡ）より大きい場合（Ｙｅｓと判断された場合）には、電流が流れにくい、すなわち、所定の表面電位が得られず、カブリが生じる可能性があるため、複合機１の動作を停止する（ステップＳ１０）。一方、差分値（Ｃ−Ａ）が閾値１Ｂ（−８０μＡ）より小さい場合（ステップＳ４でＮｏと判断された場合）には、次に差分値（Ｃ−Ａ）と第１の閾値のうち閾値１Ａ（−３μＡ）とを比較する（ステップＳ５）。その結果、差分値（Ｃ−Ａ）が閾値１Ａ（−３μＡ）より大きい場合（ステップＳ５でＹｅｓと判断された場合）には、帯電ローラ３１ｆまたは感光体ドラム３１ｂのいずれかに異物が付着していると判定し（ステップＳ６）、次に、ピークの発生周期の解析を行う（ステップＳ７）。その結果、ピーク発生周期が約７００ｍｓである場合には、感光体ドラム３１ｂに異物が付着していると判定する（ステップＳ８）。一方、ピーク発生周期が約３００ｍｓである場合には、帯電ローラ３１ｆに異物が付着していると判定する（ステップＳ９）。なお、ステップＳ５において、差分値（Ｃ−Ａ）が閾値１Ｂ（−８０μＡ）より小さい場合（Ｎｏ判断された場合）には、動作に問題なしと判定する（ステップＳ１１）。

一方、第２差動増幅器５２ｂ３は、ステップＳ１で求めた平均値ＡとステップＳ１２で求めたプラス側のピーク電流値Ｂとの差（Ｃ−Ｂ）を算出し（ステップＳ１３）、その算出結果を第２比較器５２ｂ４に入力する。

第２比較器５２ｂ４は、第２差動増幅器５２ｂ３から入力された差分値（Ｃ−Ｂ）と、予め設定されている２種類の第２閾値のうちまず閾値２Ｂ（８０μＡ）とを比較する（ステップＳ１４）。その結果、差分値（Ｃ−Ｂ）が閾値２Ｂ（８０μＡ）より大きい場合（Ｙｅｓと判断された場合）には、リーク電流が大きく、画質が劣化する（例えば、紙の搬送方向と直交する方向に黒筋が入る）ため、複合機１の動作を停止する（ステップＳ１０）。一方、差分値（Ｃ−Ｂ）が閾値２Ｂ（８０μＡ）より小さい場合（ステップＳ１４でＮｏと判断された場合）には、次に差分値（Ｃ−Ｂ）と第２の閾値のうち閾値２Ａ（１５μＡ）とを比較する（ステップＳ１５）。その結果、差分値（Ｃ−Ｂ）が閾値２Ａ（１５μＡ）より大きい場合（ステップＳ１５でＹｅｓと判断された場合）には、リークが発生していると判定する（ステップＳ１６）。一方、ステップＳ１５において、差分値（Ｃ−Ｂ）が閾値２Ｂ（１５μＡ）より小さい場合（Ｎｏ判断された場合）には、動作に問題なしと判定する（ステップＳ１１）。

本発明に係る画像形成装置としての複合機の内部構成の概略構成図である。 本複合機の制御系の基本構成を示す機能ブロック図である。 帯電ローラに印加される電流を検知してリークの発生や異物の付着を検知する異常検知系の機能ブロック図である。 電流検知部の回路構成を示す機能ブロック図である。 異物が付着する前（通常時）と異物が付着したときの検知電流値の変化を示すグラフである。 リークが発生する前（通常時）とリーク発生時の検知電流値の変化を示すグラフである。 判定部の他の実施形態を示す機能ブロック図である。 本発明に係わる異常検知の処理手順示すフローチャートである。

符号の説明

１ 複合機
２ スキャナ部
３ 画像形成部
４ 原稿自動給紙部
３１ 画像形成系
３１ａ レーザスキャニングユニット
３１ｂ 感光体ドラム
３１ｃ 現像装置（現像機構）
３１ｄ 転写ローラ
３１ｅ クリーニング装置（クリーニング機構）
３１ｆ 帯電ローラ
５１ 定電圧電源
５２ 電流検知部
５２ａ 第１電流検知部
５２ａ１ 平均値算出部
５２ａ２ 第１ピーク値検出部
５２ａ３ 第１差動増幅器
５２ａ４ 第１比較器
５２ｂ 第２電流検知部
５２ｂ２ 第２ピーク値検出部
５２ｂ３ 第２差動増幅器
５２ｂ４ 第２比較器
５３ 判定部
５４ 表示部

Claims (6)

1. 静電潜像担持体と、この静電潜像担持体の表面に電荷を付与し一様に帯電させる帯電部材と、この帯電部材に電圧を印加する電源とを有する画像形成装置において、
   画像形成動作時に前記帯電部材に所定の定電圧を印加しているときの電流を検知する電流検知部と、
   前記電流検知部で検知された電流の所定の計測範囲における平均値を前記帯電部材が一回転する時間よりも長い時間で算出する平均値算出部と、
   前記電流検知部で検知された電流が減少する際の所定の計測範囲における最小電流値を検出する第１ピーク値検出部と、
   前記第１ピーク値検出部により検出された最小電流値及び前記平均値算出部により求められた電流の平均値の差分と予め定められている第１閾値との比較を行う第１比較部と、
   前記電流検知部で検知された電流が増加する際の所定の計測範囲における最大電流値を検出する第２ピーク値検出部と、
   前記第２ピーク値検出部により検出された最大電流値及び前記平均値算出部により求められた電流の平均値の差分と予め定められている第２閾値との比較を行う第２比較部と、
   前記第１比較部の比較結果または前記第２比較部の比較結果に基づいて、前記帯電部材または前記静電潜像担持体の異常を判定する判定部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記電流検知部は、電源投入時には所定時間遅延して電流を検知するように制御されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判定部は、前記第１ピーク値検出部で検出されるピーク電流の周期を求め、その求めた結果に基づいて前記帯電部材または前記静電潜像担持体の何れに異常が生じているかを判定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１閾値として複数の値が設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第２閾値として複数の値が設定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 静電潜像担持体の表面に電荷を付与する帯電部材に電圧を印加して前記静電潜像担持体の表面を一様に帯電する工程において、前記帯電部材に印加されている電流を検知して異常を判定する異常検知方法であって、
   画像形成動作時に前記帯電部材に所定の定電圧を印加しているときの電流を検知する電流検知手順と、
   前記電流検知手順で検知された電流の所定の計測範囲における平均値を前記帯電部材が一回転する時間よりも長い時間で算出する平均値算出手順と、
   前記電流検知手順で検知された電流が減少する際の所定の計測範囲における最小電流値を検出する第１ピーク値検出手順と、
   前記電流検知手順で検知された電流が増加する際の所定の計測範囲における最大電流値を検出する第２ピーク値検出手順と、
   前記第１ピーク値検出手順により検出された最小電流値及び前記平均値算出手順により求められた電流の平均値の差分と予め定められている第１閾値とを比較する手順、または前記第２ピーク値検出手順により検出された最大電流値及び前記平均値算出手順により求められた電流の平均値の差分と予め定められている第２閾値とを比較する手順に基づいて、前記帯電部材または前記静電潜像担持体の異常を判定する判定手順と、からなることを特徴とする異常検知方法。

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